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铁路自闭贯通线路故障定位研究

作　者: 何兆林
导　师: 束洪春
学　校: 昆明理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 行波测距混合线路等效波速法波速
分类号: TM855
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 17次
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内容摘要

本文针对自闭/贯通线路和配网中电缆架空线这种混合线路输电模式应用行波法进行故障测距研究。在将行波测距应用在自闭/贯通线路中有三个主要问题需要解决,一是对于行波波头到达时刻的准确判定；二是对行波波速的合理选择；最后是如何解决混合线路中波速不一致的问题。首先介绍了行波基本理论以及行波测距的基本原理,分别分析了架空线和电缆线路中行波的传播特性并选择双端法对混合线路进行行波测距；介绍了相模变换的基本理论以及架空线路和电缆线路的模量传播参数,做为之后分析计算的理论基础；介绍了小波变换原理以及HHT变换原理,并分析比较了用三次B样条小波和HHT变换识别故障行波波头以确定波头到达时刻。而后在PSCAD中分别对单一电缆线路和单一架空线路搭建仿真模型,利用仿真软件中的线路参数矩阵分析计算行波在两种线路中的传播速度特点,并分别给出了两种线路中的波速拟合曲线。最后应用行波双端法对混合线路进行故障测距,通过使用等效波速法解决混合线路中波速不一致的问题,对几种典型混合线路进行仿真分析,验证了该算法对于混合线路测距的优越性,并对该算法进行了改进,提高了测距的准确性通过理论分析和大量仿真计算表明,对于故障行波波头的到达时刻使用三次B样条小波进行小波变换后可以更为准确的确定故障行波波头到达时刻；利用线路参数矩阵进行分析计算,选择其故障频段下的波速对混合线路故障行波测距的仿真表明,该波速可以满足测距所需精度,能够实现对混合线路故障的准确定位；利用等效波速测距方法对混合线路进行故障测距,很好的解决的混合线路波速不一致的问题,但在仿真中也发现了该种方法的不足,即对于发生在电缆中的线路若使用架空线路中的波速等效,误差会较大,甚至导致测距的失败,使用改进后的算法后,测距结果更加准确。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-14
  1.1 选题背景和意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
    1.2.1 基于时间差搜索的双端行波测距算法  10-11
    1.2.2 等效波速算法  11
  1.3 本论文主要工作  11-14
第二章线路模量参数计算  14-24
  2.1 行波基本理论  14-17
    2.1.1 行波的产生  14
    2.1.2 线路上行波描述  14-16
    2.1.3 行波的折反射  16-17
  2.2 三相线路相模变换  17-21
    2.2.1 多导线波动方程和模变换  18-19
    2.2.2 均匀换位线路的模变换矩阵  19-21
  2.3 线路的模量传播参数  21-22
    2.3.1 均匀换位线路的模量传播参数  21
    2.3.2 不换位线路的模量传播参数  21-22
    2.3.3 电缆线路模量传播参数  22
  2.4 本章小结  22-24
第三章行波故障测距原理与信号处理  24-32
  3.1 行波测距的基本原理与分类  24-26
    3.1.1 A型行波测距法  24
    3.1.2 D型行波测距法  24-25
    3.1.3 测距方法的选择  25-26
  3.2 小波变换理论  26-29
    3.2.1 小波变换的定义  26-27
    3.2.2 信号奇异性检测与小波变换模极大值理论  27-28
    3.2.3 B样条小波  28-29
    3.2.4 基于小波变换的行波波头识别  29
  3.3 HHT变换理论  29-31
    3.4.1 Hilbert变换  29-30
    3.4.2 固有模态函数(IMF)的定义与固有模态分解(EMD)  30-31
    3.4.3 HHT行波波头精确定位与突变点检测  31
  3.4 本章小结  31-32
第四章系统仿真  32-42
  4.1 线路仿真模型  32-33
    4.1.1 架空线路模型参数  32-33
    4.1.2 单芯电缆模型参数  33
  4.2 线路参数矩阵计算  33-39
    4.2.1 单一架空线路波速  34-36
    4.2.2 单一电缆线路波速  36-39
  4.3 实测线路波速  39-40
    4.3.1 架空线路波速  39-40
    4.3.2 电缆线路波速  40
  4.4 本章小结  40-42
第五章混合线路行波测距  42-64
  5.1 等效波速算法的混合线路行波测距理论  42-43
    5.1.1 等效波速法  42
    5.1.2 等效波速法的改进算法  42-43
  5.2 单相短路故障仿真分析  43-63
    5.2.1 A型混合线路故障仿真  43-49
    5.2.2 C型混合线路仿真分析  49-56
    5.2.3 D型混合线路仿真分析  56-63
  5.3 本章小结  63-64
第六章结论  64-66
致谢  66-68
参考文献  68-72
攻读硕士学位期间发表的论文  72

铁路自闭贯通线路故障定位研究

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